1、三极管以有三个脚而得名,分别为基极B、集电极C和发射极E
(NPN)
2、三极管分NPN和PNP两种类型
(PNP)
3、三极管有电流放大和开关两个功能,属于流控流器件,小电流放大为大电流,MOS管属于压控压器件,小电压控制大电压。
给三极管外加电压,产生电流 I b 、 I c 和 I e ,电流在A点分为两个支流,分别是BAT正极+R1+三极管基极b+发射极e+BAT负极(R1大小决定基极电流Ib的大小),BAT正极+R2+三极管集电极c+发射机e极+BAT负极(R2起到保护三极管作用,使Ic不至于过大)。
集电极电流受基极电流的控制(假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:α和β被称为三极管的电流分配系数,集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以称β为三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。
Ic = β * Ib,很小的Ib 控制比它大β倍的Ic 。 I c不是由三极管产生的,是VCC在Ib控制下实现的能量转换。
对于两个描述电流关系的放大倍数有关系如:β=α/(1-α)。
Ic=Ib+Ie,==》 Ic≈Ie (Ib比较小)
假如β=100,10μA电流流过Ib,β * Ib = 100 * 10μA = 1000μA=1mA,Ic就有1mA的电流流过,实现了电流放大。
三极管并不会变魔术,它只是起控制作用,用小管控制大管的闸门进而控制流量。管子有最大电流限制,一般把β值降低到它最大值一半左右的集电极电流定为集电极最大允许电流Icm。
β值还受电路工作频率的限制,所以fβ定义了三极管允许的最高工作频率,也称β截止频率。β=1是的频率称为特征频率fT。
4、三极管有三个状态:截止、放大、饱和。做开关用,只有截止(0、关)和饱和(1、开)两个状态。
当基极B断开,或者Vb低于0.7V,Ib没有电流时,集电极C和发射极E也是断开的,此时称为截止状态。
当然如果Vc的电压加得过大,比如增大到100V或者1000V,三极管会被击穿造成永久性的损坏。
当Ic不受Ib控制时,则称为“饱和”状态。
Vbe=0.7v,β=10,Icm=100mA
假如R1调到4.3KΩ,Ib=(5-0.7)V/4.3K=1mA,==>Ic=β*Ib=10*1mA=10mA。
R3和三极管串联,流过它们的电流肯定是一样的,根据欧姆定律,可以计算出流过R3的电流。
IR3=(5V-Vce)/R3 = Ic = 10mA
此时将R3调节到500Ω,Vce=5V-10mA*500Ω=0V,此时Vb=0.7V,Ve=0V。
从而CE电压会随着流过BE之间的电流增大而减小,CE极电压越小,流过CE极的电流越大,但是CE电压不能无限减少,当达到饱和值就BC电流就不能再控制CE电流了,一般饱和电压是0.3V,从而进入了饱和状态,此时CE间获得最大电流。
所以说三极管的截止状态(关)+饱和状态(开)在电路中充当电子开关的作用。
5、三极管,在放大功能时,钳位电压有0.7V,在饱和功能时,钳位电压有0.3V
由于三极管BE结的非线性(相当于一个二极管),基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生(对于硅管,常取0.7V)。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时,基极电流就可以认为是0。而只有大于0.7V时,才会产生基极电流Ib。
而如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,根据V=R*I,I变化了,电阻R上电压V就会发生很大的变化。
6、三极管的一个典型应用就是麦克风的小电流被放大到扬声器。
三极管的物理学原理可以从二极管的PN结来理解,而三极管最终要通过搭建偏置电路、偏置上拉电阻和偏置下拉电阻、实现电路拓扑来实现三极管的功能。